传感器知识培训

1、传 感 器 知 识 传感器市场介绍以及传感器基础知识 村田传感器原理和应用 松下传感器原理和应用传感器市场规模近年来，全球传感器市场一直保持快速增长： 2009年和2010年增长速度达20%以上； 2011年受全球经济下滑的影响，传感器市场增速比2010年下滑5%，市场规模为828亿美元。 随着全球市场的逐步复苏，2012年全球传感器市场规模已达到952亿美元， 2013年约为1055亿美元。随着经济环境的持续好转，市场对传感器的需求将不断增多，2015年市场规模约达1500亿美元。区域布局状况目前，从全球总体情况看，美国、日本等少数经济发达国家占据了传感器市场70%以上份额，发展中国家所占份

2、额相对较少。其中，市场规模最大的3个国家分别是美国、日本和德国，分别占据了传感器整体市场份额的29.0%、19.5%、11.3%。随着中国、印度、巴西等发展中国家经济的持续增长，对传感器的需求也将大幅增加。2014-2015世界主要传感器品牌市场分布（MEMS）市场上70%80%的传感器都是基于MEMS技术。 数据来源Yole Dveloppement哪些领域用到传感器目前，全世界约40个国家从事传感器的研制、生产和应用开发，研发机构6000余家。其中美、日、德等国家实力较强，产品门类繁多，各种产品累计2万余种。具体用到哪些传感器手机传感器手机常见感应器:方向感应器 ,重力感应器 ,加速度感应

3、器 ,光线感应器 ,距离感应器 , 温度感应器 , 压力感应器.随着技术发展，手机上使用的传感器会越来越多。汽车传感器 一辆普通家用轿车上大约安装几十只传感器，豪华轿车上的传感器数量可多达200余只。汽车传感器一般按被测参量来分类：主要包括温度、压力、速度与加速度、位置、流量、液位、气体浓度等。1流量传感器进气流量、燃油流量、冷却液流量、废气再循环流量等2压力传感器进气歧管压力、燃油压力、自动变速箱油压力、制动油压力、轮胎压力（TPMS胎压监测系统）等3位置与角度传感器曲轴位置、凸轮轴位置、节气门位置、方向盘转角、加速踏板位置、前后悬架高度、车高等4温度传感器冷却液温度、排气温度、进气温度、燃

4、油温度、液压油（自动变速箱）温度、车内外空气温度等5速度与加速度传感器曲轴转速、车速、轮速、加速度等6液位传感器燃油液位、冷却水液位、机油液位、电解液液位、洗窗液液位、制动液液位等7气体浓度传感器氧气浓度、二氧化碳浓度、烟尘浓度等8其他传感器发动机爆震、碰撞、空气湿度、光量等汽车传感器传感器未来发展1：可穿戴式应用：目前已经有部分产品面世，例如小米，华为的，现有的功能可以测量运动，脉搏，海拔，温度，湿度，将来还会有更多人体健康监测功能，这里用到的传感器也会更多。2：据美国波士顿咨询测算，无人驾驶汽车创造的市场价值未来将达到420亿美元，谷歌无人驾驶传感器包括激光雷达、摄像头、毫米雷达、超声波及

5、惯性测量单元等3：传感器属于物联网的感知层，随着物联网技术的发展成熟，会带来传感器市场的爆发式增长，市场预测到2020年全球物联网市场将达到万亿美元规模。工业智能化京东智能仓库传感器技术发展加速物流行业和仓储产业“智能化”什么是传感器？ 传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定规律变换成为电信号电信号或其他所需形式的信息其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号信号的

6、器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。 简单来说就是利用物理敏感材料物理敏感材料来检测我们想要的物理量。 传感器定义示意图输入 传感器信号转换输出光学的 电压 电流机械的磁性的热量的传感器组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路、辅助电源四部分构成，如下图所示。 其中，敏感元件直接接收测量，用于输出被测量有关的物理量信号，转换元件用于将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号; 变换电路用于将转换元件输出电信号进行放大、调制等处理; 辅助电源用于为系统(主要是敏感元件和转换元件) 提供能量。 另外，不是所有传感器都包含以上四部分，有些传感器只有敏感元件和转换元件，辅助电源和变换电路则需

7、要使用者设计增加 。传感器分类关于传感器分类目前没有统一的标准，常见的有以下几种 一：常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟 二：通常据传感器基本感知功能可分为 光敏传感器视觉 声敏传感器听觉 气敏传感器嗅觉 （气体浓度） 化学传感器味觉 （酒检） 压敏、温敏传感器触觉 热敏元件、光敏元件、力敏元件、磁敏元件、声敏元件、色敏元件、湿敏元件、放射线敏感元件、味敏元件、气敏元件、等十大类。传感器分类 三：更细的分类 1.按被测物理量分： 2.按照传感器的工作原理分：如：力，压力，位移，温度，角度，速度，湿度，磁场等； 如：应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、 电感式传感器、电容式传感器、光

8、电式传感器，霍尔式传感器等；传感器分类 3.按照传感器输出信号的形式分： （1）模拟式：传感器输出为模拟电压量(毫伏，伏)；（2）数字式：传感器输出为数字量（AD转换变成0和1的组合，常见有SPI/I2C等 ）。村田传感器编号类别1温度传感器2超声波传感器3热电型红外线传感器4接近/照度传感器5气压传感器6振动传感器7加速度传感器8倾斜传感器9陀螺仪10旋转位置传感器11旋转传感器12AMR传感器（磁性传感器）13磁性识别传感器松下传感器编号类别1温度传感器2超声波传感器3红外线传感器4光度传感器5气压传感器6振动传感器7加速度传感器8色标传感器9陀螺仪10激光传感器11磁性传感器12光电传感

9、器13光纤传感器14角度传感器15磁性传感器谢 谢热敏传感器示例村田热敏传感器：松下热敏传感器：封装种类多样应用：温度测量有关的场合，应用领域最广的传感器。光敏传感器示例松下光度检测传感器：AMS302（可见光）村田接近照度传感器: （可见光）村田热电红外线传感器：（不可见光）松下焦电型红外线传感器：（不可见光）应用:手机距离传感器，光控开关等（可见光）应用:安防入侵报警，自动门控制等（不可见光）力敏传感器示例村田压力传感器：松下压力传感器：村田振动传感器：模拟输出数字输出数字输出村田加速度传感器：松下加速度传感器：模拟输出模拟或者数字输出模拟输出磁敏元件村田AMR传感器AMR传感器是利用磁阻

10、效应的传感器。磁性阻抗元件在感应到磁场时，阻抗值会发生相应变化。村田磁性识别传感器磁性识别传感器适用于识别纸币、磁性油墨，磁卡读取器等。松下磁性位移传感器磁性位移传感器通过线圈阻抗的变化来反映线圈与金属导体的距离变化，从而实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。声敏传感器示例村田超声波传感器：松下超声波传感器：一发一收（一对）和收发一体两种一发一收（一对）色敏传感器3色（红.绿.蓝）LED 色标传感器，可用于包装机料带色标检测松下色标检测传感器应变片式电阻应变片是一种能将机械构件上形状的变化转换为电阻变化的传感元件。例如应变片式加速度传感器就是将被测加速度a通过一个悬臂梁将力F=ma转化成应变

11、片的应力，从而达到测量加速度a的目的。压电式压电陶瓷压电薄膜压电效应和逆效应B超探头（频率高达3.5兆赫兹）打火机点火器例如睡眠传感器监测人的睡眠质量：心跳，呼吸等原始的压电材料没有压电效应，只有经过高电压（几千伏）极化后，保留很强的剩余极化的情况下才能作为压电材料使用 。压阻式惠斯通电桥晶圆，英文名叫wafer,每一个单元叫die 厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。电感式 电感式传感器-利用电磁感应原理 将被测非电量如位移、压力、

12、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量的输出。电容式 电容式传感器是把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个电极组成，电极极间以空气为介质的电容器。光电式 光电式传感器，基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。 光电效应是指在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部（金属或者合金）的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，是一种应用极广泛的重要敏感器件。霍尔式 霍尔传感